МИНОБРНАУКИ РОССИИ
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Алтайский государственный университет»

Генетические основы селекции растений

рабочая программа дисциплины
Закреплена за кафедройКафедра ботаники
Направление подготовки06.03.01. Биология
Форма обученияОчная
Общая трудоемкость3 ЗЕТ
Учебный план06_03_01_Биология-1-2020
Часов по учебному плану 108
в том числе:
аудиторные занятия 42
самостоятельная работа 39
контроль 27
Виды контроля по семестрам
экзамены: 6

Распределение часов по семестрам

Курс (семестр) 3 (6) Итого
Недель 19
Вид занятий УПРПДУПРПД
Лекции 18 18 18 18
Лабораторные 24 24 24 24
Сам. работа 39 39 39 39
Часы на контроль 27 27 27 27
Итого 108 108 108 108

Программу составил(и):
к.б.н., доцент, Хлебова Л.П.

Рецензент(ы):
д.б.н., профессор, Соколова Г.Г.

Рабочая программа дисциплины
Генетические основы селекции растений

разработана в соответствии с ФГОС:
Федеральный государственный образовательный стандарт высшего образования по направлению подготовки 06.03.01 Биология (уровень бакалавриата) (приказ Минобрнауки России от 07.08.2014г. №944)

составлена на основании учебного плана:
06.03.01 Биология
утвержденного учёным советом вуза от 30.06.2020 протокол № 6.

Рабочая программа одобрена на заседании кафедры
Кафедра ботаники

Протокол от 16.06.2020 г. № 7
Срок действия программы: 2020-2021 уч. г.

Заведующий кафедрой
Силантьева М.М.


Визирование РПД для исполнения в очередном учебном году

Рабочая программа пересмотрена, обсуждена и одобрена для
исполнения в 2020-2021 учебном году на заседании кафедры

Кафедра ботаники

Протокол от 16.06.2020 г. № 7
Заведующий кафедрой Силантьева М.М.


1. Цели освоения дисциплины

1.1.Цель: формирование современных представлений о теоретических основах селекции растений, особенностях организации растительного генома, классических и современных методах создания генетического разнообразия, оценки и отбора селекционного материала.
Задачи:
Сформировать понятие о модели сорта.
Познакомиться с системой селекции и семеноводства в Российской Федерации, организацией и схемой селекционного процесса.
Знать источники наследственной изменчивости, понимать их роль для селекции.
Освоить современные методы подбора, создания и оценки исходного материала для селекции.
Изучить методы создания генетического разнообразия растений.
Освоить классические и современные методы оценки селекционного материала.
Сформировать представление о биометрической генетике и ее использовании в селекции растений.

2. Место дисциплины в структуре ООП

Цикл (раздел) ООП: Б1.В.ДВ.01.01

3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины

ПК-1 способностью эксплуатировать современную аппаратуру и оборудование для выполнения научно-исследовательских полевых и лабораторных биологических работ
В результате освоения дисциплины обучающийся должен
3.1.Знать:
3.1.1.принципы работы оборудования и аппаратуры, необходимого для выполнения селекционных работ на современном уровне;
схемы селекционного процесса различных культур, современные методы подбора, создания и оценки исходного материала для селекции, методы массового и индивидуального отбора в селекции растений;
методы использования ДНК-маркеров в беккроссной и линейной селекции, при создании пирамид генов.
3.2.Уметь:
3.2.1.использовать современное лабораторное оборудование для выполнения качественного и количественного анализа признаков и свойств различных сельскохозяйственных культур;
создавать различные фоны для отбора селекционного материала с набором полезных признаков;
проводить оценку коллекционного и селекционного материала на основе знаний фенотипических, биохимических и молекулярно-генетических методик маркерного анализа.
3.3.Иметь навыки и (или) опыт деятельности (владеть):
3.3.1.владеть научными основами закладки полевого опыта при выполнении селекционно-генетических задач;
владеть современными лабораторными методами анализа качественных и количественных признаков исходного и селекционного материала;
владеть современными молекулярно-генетическими технологиями маркер-вспомогательной селекции и биотехнологическими методами ускорения селекционного процесса.

4. Структура и содержание дисциплины

Код занятия Наименование разделов и тем Вид занятия Семестр Часов Компетенции Литература
Раздел 1. Теоретические основы селекции растений
1.1. Исходный материал для селекции. Сбор, поддержание и изучение коллекционного материала. Источники наследственной изменчивости и их роль для селекции. Мутационная и комбинативная изменчивость. Взаимодействие генотип – среда. Лекции 6 2 ПК-1 Л2.1, Л1.1, Л2.2, Л1.2
1.2. Генетика популяций как теоретическая основа познания и управления формообразовательным процессом в популяциях растений. Искусственный и естественный отбор. Массовый и индивидуальный отбор. Системы скрещивания. Внутривидовая и отдаленная гибридизация. Комбинационная селекция, подбор компонентов для скрещивания, принцип отбора гомозиготных форм. Методы линейной и массовой селекции. Лабораторные 6 4 ПК-1 Л2.1, Л1.1, Л2.2, Л1.2
1.3. Методы оценки селекционного материала. Организация и схема селекционного процесса. Виды селекционных посевов: питомники, сортоиспытания, размножения. Лабораторные 6 6 ПК-1 Л2.1, Л1.1, Л2.2, Л1.2
1.4. Этапы развития селекции растений. Центры происхождения культурных растений. Закон о гомологических рядах в наследственной изменчивости. Значение работ Н.И. Вавилова для теории и практики селекции. Сам. работа 6 6 ПК-1 Л2.1, Л1.1, Л2.2, Л1.2
1.5. Использование мутагенеза и полиплоидии в селекции растений. Селекция на гетерозис, гипотезы гетерозиса и практическое использование. Сам. работа 6 8 ПК-1 Л2.1, Л1.1, Л2.2, Л1.2
Раздел 2. Структура генома и хромосомный анализ у растений
2.1. Особенности организации геномов растений Лекции 6 2 ПК-1 Л2.1, Л1.1, Л2.2, Л1.2
2.2. Методы исследования хромосом растений. Дифференциальное окрашивание хромосом. Гибридизация in situ. Иммунофлюоресценция. Проточная флюориметрия. Микродиссекция. Лекции 6 4 ПК-1 Л2.1, Л1.1, Л2.2, Л1.2
2.3. Полиплоидия. Автополиплоиды. Аллополиплоиды. Повторяющиеся последовательности ДНК. Классификация хромосом. Кариотип. Идиограмма. Лабораторные 6 2 ПК-1 Л2.1, Л1.1, Л2.2, Л1.2
2.4. Основные области применения хромосомного анализа растений. Идентификация хромосом. Создание и поддержание коллекций генетических линий. Анализ отдаленных гибридов. Выявление и анализ хромосомных перестроек. Физическое картирование хромосом. Лабораторные 6 2 ПК-1 Л2.1, Л1.1, Л2.2, Л1.2
2.5. Изучение структурной организации и функциональной активности хромосом. Сам. работа 6 10 ПК-1 Л2.1, Л1.1, Л2.2, Л1.2
Раздел 3. Современные методы в селекции растений.
3.1. Генетические маркеры: классические, белковые, молекулярные. Основные классы ДНК-маркеров. Селекция с использованием молекулярных маркеров (МАС): общая схема, основные направления и преимущества по сравнению с традиционными методами селекции. Критерии выбора ДНК-маркеров для селекции и их валидация. Лекции 6 2 ПК-1 Л2.1, Л1.1, Л2.2, Л1.2
3.2. Использование ДНК-маркеров в беккроссной и линейной селекции, создание пирамид генов. Ограничения для внедрения ДНК-технологий в практическую селекцию. Основы геномной селекции. Лекции 6 4 ПК-1 Л2.1, Л1.1, Л2.2, Л1.2
3.3. Хромосомная инженерия растений. Использование биотехнологических методов в селекции растений: клеточная инженерия. Лабораторные 6 6 ПК-1 Л2.1, Л1.1, Л2.2, Л1.2
3.4. Использование биотехнологических методов в селекции растений: генетическая инженерия. Сам. работа 6 10 ПК-1 Л2.1, Л1.1, Л2.2, Л1.2
Раздел 4. Использование статистических подходов в селекции растений.
4.1. Селекция на основе биометрической генетики. Генетические эффекты: аддитивность, доминантность, гетерозис, эпистаз. Лекции 6 2 ПК-1 Л2.1, Л1.1, Л2.2, Л1.2
4.2. Первичная обработка генетико-селекционных данных, вычисление критериев Стьюдента и Фишера, сравнение распределений по критериям Манна-Уитни и хи-квадрат. Применение корреляционного и регрессионного анализа к генетико-селекционным данным. Полигены и полигенное наследование: количество генов, контролирующих количественный признак, гены-модификаторы. Лабораторные 6 2 ПК-1 Л2.1, Л1.1, Л2.2, Л1.2
4.3. Разложение изменчивости количественного признака на компоненты. Коэффициенты наследуемости (h2), методы их вычисления и практическое значение при прогнозировании эффективности отбора. Влияние генотипических и паратипических факторов и взаимодействие генотипа и среды. Лабораторные 6 2 ПК-1 Л2.1, Л1.1, Л2.2, Л1.2
4.4. Селекция как наука и технология. Понятие о сорте, линии, гибриде. Понятие о модели сорта. Значение сорта в сельскохозяйственном производстве. Система селекции и семеноводства в Российской Федерации: селекция – сортоиспытание – семеноводство – сортовой и семенной контроль. Лекции 6 2 ПК-1 Л2.1, Л1.1, Л2.2, Л1.2
4.5. Влияние факторов среды на количественные признаки. Сам. работа 6 5 ПК-1 Л2.1, Л1.1, Л2.2, Л1.2
4.6. Экзамен 6 27 ПК-1 Л2.1, Л1.1, Л2.2, Л1.2

5. Фонд оценочных средств

5.1. Контрольные вопросы и задания для проведения текущего контроля и промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины
см. Приложение ФОС
5.2. Темы письменных работ для проведения текущего контроля (эссе, рефераты, курсовые работы и др.)
см. Приложение ФОС
5.3. Фонд оценочных средств для проведения промежуточной аттестации
см. Приложение ФОС

6. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины

6.1. Рекомендуемая литература
6.1.1. Основная литература
Авторы Заглавие Издательство, год Эл. адрес
Л1.1 Хлебова Л.П., Ерещенко О.В. Задачи по генетике. Часть 1: Менделевская генетика: учебное пособие Алтайский государственный университет, 2014 http://elibrary.asu.ru/handle/asu/464
Л1.2 Инге-Вечтомов С.Г. Генетика с основами селекции : Учебник СПб: Изд-во Н-Л, 2010 50
6.1.2. Дополнительная литература
Авторы Заглавие Издательство, год Эл. адрес
Л2.1 Глазер В.М., Ким А.И., Орлова Н.Н. Задачи по современной генетике:: Учеб. пособие. М.: КДУ, 2005 31
Л2.2 Вечернина Н.А. Биотехнология растений : учебное пособие Барнаул: Издательство АлтГУ, 2009 65
6.2. Перечень ресурсов информационно-телекоммуникационной сети "Интернет"
Название Эл. адрес
Э1 СПС КонсультантПлюс www.consultant.ru
Э2 Электронная база данных «Scopus» www.scopus.com
Э3 Электронная библиотечная система Алтайского государственного университета elibrary.asu.ru
Э4 Научная электронная библиотека elibrary elibrary.ru
Э5 База данных GenBank «EBI» www.ebi.ac.uk
Э6 База данных GenBank «NCBI» www.ncbi.nlm.nih.gov
Э7 Курс в системе Moodle portal.edu.asu.ru
6.3. Перечень программного обеспечения
MS Office 2007; Word, Excel, PowerPoint u др.
Microsoft Windows
7-Zip
AcrobatReader
6.4. Перечень информационных справочных систем
СПС КонсультантПлюс: http://www.consultant.ru/
Электронная база данных «Scopus»: http://www.scopus.com
Электронная библиотечная система Алтайского государственного университета: http://elibrary.asu.ru/
Научная электронная библиотека elibrary: http://elibrary.ru
База данных GenBank «EBI» – данные генома, гена и последовательности транскриптов, литература по молекулярной биологии (статьи); основа для биологических исследований и учебного процесса: https://www.ebi.ac.uk/
База данных GenBank «NCBI» – данные генома, гена и последовательности транскриптов, литература по молекулярной биологии (статьи); основа для биологических исследований и учебного процесса: https://www.ncbi.nlm.nih.gov

7. Материально-техническое обеспечение дисциплины

Аудитория Назначение Оборудование
016Л склад кафедры ботаники – помещение для хранения и профилактического обслуживания учебного оборудования Палатка Lair4 - 7 шт.; палатка Скаут Sahara-4 - 8 шт.; палатка Comfort 4 - 2 шт.; пенетромер почвенный (трость агронома) - 1 шт.; полный набор буров для отбора всех типов почв и донных осадков на глубину до 5 м - 1 шт.; почвенный цилиндрический бур 05.07 - 1 шт.; пробоотборник почвенный с подножкой - 1 шт.; мешок спальный - 9 шт.; мешок спальный Mountain зеленый - 20 шт.; спальный мешок - 20 шт.
119Л абонемент и читальный зал научной литературы фен – помещение для самостоятельной работы Учебная мебель на 44 посадочных места; компьютер; ноутбуки с подключением к информационно-телекоммуникационной сети «Интернет», доступом в электронную информационно-образовательную среду АлтГУ
214Л лаборатория систематики высших растений; кабинет ботаники и физиологии растений - учебная аудитория для проведения занятий лекционного типа; занятий семинарского типа (лабораторных и(или) практических); проведения групповых и индивидуальных консультаций, текущего контроля и промежуточной аттестации Учебная мебель на 16 посадочных мест; рабочее место преподавателя; доска меловая 1 шт.; стационарный экран: марка ScreenMedia Economy - 1 шт.; микроскоп МБС-10 - 12 шт.; микроскоп Микромед - 4 шт.; микроскоп монокулярный Микмед - 4 шт., микроскоп ЛОМО – 4 шт., шкаф для хранения оптики – 1 шт.; шкаф для хранения демонстрационных материалов - 5 шт.

8. Методические указания для обучающихся по освоению дисциплины

Приступая к изучению дисциплины, студент должен ознакомиться с содержанием рабочей программы дисциплины «Генетические основы селекции растений».
Дисциплина «Генетические основы селекции растений» включает несколько видов занятий, которые в совокупности обеспечивают её усвоение, это: лекции, лабораторные занятия, самостоятельная работа.
Во время лекций студент получает систематизированные научные знания о принципах работы оборудования и аппаратуры, необходимого для выполнения селекционных работ на современном уровне; о схемах селекционного процесса различных культур, современных методах подбора, создания и оценки исходного материала для селекции, методах массового и индивидуального отбора в селекции растений; о методах использования ДНК-маркеров в беккроссной и линейной селекции, при создании пирамид генов. Изучая и прорабатывая материал лекций, студент должен повторить законспектированный материал и дополнить его по теме литературными данными, используя список предложенных в РПД источников.
Лабораторные занятия проводятся с целью углубления и закрепления знаний, полученных на лекциях, в также, в ходе самостоятельной работы. При подготовке к лабораторному занятию студенту необходимо повторить лекционный материал по заданной теме; изучить теоретический материал, рекомендованный преподавателем, проработать соответствующие разделы практикума, продумать ответы на контрольные вопросы. Выполнение всех лабораторных работ является обязательным условием получения допуска к сдаче экзамена.
Важным элементом обучения студента является самостоятельная работа. Задачами самостоятельной работы является приобретение навыков самостоятельной научно-исследовательской работы на основании анализа текстов литературных источников и применения различных методов исследования; выработка умения самостоятельно и критически подходить к изучаемому материалу.
Работа с учебной и научной литературой является главной формой самостоятельной работы и необходима при подготовке к текущему контролю знаний или промежуточной аттестации. Она включает проработку лекционного материала, а также изучение рекомендованных источников и литературы по тематике лекций. При самостоятельном изучении теоретической темы студент, используя рекомендованные в РПД литературные источники и электронные ресурсы, должен ответить на контрольные вопросы или выполнить задания, предложенные преподавателем.
В течение семестра проводится текущий контроль знаний и промежуточная аттестация студентов. Текущий контроль осуществляется на каждом лабораторном занятии в виде фронтального, выборочного, группового или индивидуального опроса в устной или письменной форме с целью проверки формирования компетенций, изложенных в ФОС.
Промежуточная аттестация осуществляется по завершению изучения дисциплины в форме экзамена.